Cluster-Level Heterostructure of PMo12/Cu for Efficient and Selective Electrocatalytic Hydrogenation of High-Concentration 5-Hydroxymethylfurfural

化学 星团(航天器) 醛 异质结 电化学 分子 催化作用 有机化学 光电子学 电极 物理化学 计算机科学 物理 程序设计语言
作者
Xing Cao,Yunxuan Ding,Dexin Chen,Wentao Ye,Wenxing Yang,Licheng Sun
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:146 (36): 25125-25136 被引量:86
标识
DOI:10.1021/jacs.4c08205
摘要

Electrochemical hydrogenation of aldehyde molecules, exemplified by 5-hydroxymethylfurfural (HMF), offers a sustainable approach for synthesizing higher value-added alcohols. However, severe coupling side reactions impede its practical implementation at high concentrations. In this work, a cluster-level heterostructure of a PMo12/Cu catalyst is synthesized by loading Keggin-type phosphomolybdic acid (H3PMo12O40, PMo12) onto Cu nanowires. The catalyst exhibits high selectivity in electrocatalytic hydrogenation (ECH) of HMF to 2,5-bishydroxymethylfuran (BHMF) under an unprecedentedly high substrate concentration of 1.0 M. Under −0.3 V (vs RHE) with 1.0 M HMF, PMo12/Cu shows a Faradaic efficiency as high as 98% with an excellent productivity of 4.35 mmol cm–2 h–1 toward BHMF, much higher than those on the pristine Cu nanowires. Mechanism studies and density functional theory calculations demonstrate that the heterostructural interface of PMo12/Cu serves as an active reaction center for the ECH. The unique electronic properties and geometric structure promote the dissociative reduction of water molecules to generate H* and reduce HMF with a decreased reaction energy barrier, which is responsible for exceptional reactivity and selectivity.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
JHY发布了新的文献求助20
刚刚
祁乐安完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
十四班副班长完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
mohuiyuan完成签到,获得积分10
5秒前
小魔女发布了新的文献求助10
5秒前
nnnice完成签到 ,获得积分10
5秒前
我爱吃饭发布了新的文献求助10
5秒前
咖啡加冰发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
yyy发布了新的文献求助10
6秒前
硝普纳完成签到,获得积分10
7秒前
胖豆完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI6.2的应助被wenlei采纳,获得10
7秒前
7秒前
璐璐的应助被山复尔尔采纳,获得20
7秒前
谢谢完成签到,获得积分20
8秒前
8秒前
9秒前
Orange的应助被lining采纳,获得10
9秒前
陶醉的谷秋完成签到,获得积分10
9秒前
我是老大的应助被玖術采纳,获得10
10秒前
12秒前
Transecond发布了新的文献求助10
12秒前
CodeCraft的应助被shuooooo采纳,获得10
12秒前
852的应助被昏睡的傲珊采纳,获得10
13秒前
14秒前
安静严青发布了新的文献求助10
14秒前
vvei完成签到,获得积分10
15秒前
小魔女完成签到,获得积分10
15秒前
vc关闭了vc的文献求助
15秒前
聪明代曼完成签到,获得积分20
15秒前
顾矜的应助被赵梦杰采纳,获得10
16秒前
16秒前
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Performance standards for antimicrobial disk and dilution susceptibility tests for bacteria isolated from animals 888
Rosenblum, Global Change Biology 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre (2012-09-10) 666
Final Report for the 2-D Test of Model 901 Rotor and Wing Airfoils (BSWT 592) 528
Berberine regulates the TLR4 signaling pathway to suppress hypoxia-induced proliferation and migration of pulmonary arterial smooth muscle cells 520
Organizational Behavior 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 物理 有机化学 化学工程 内科学 生物化学 复合材料 催化作用 心理学 细胞生物学 无机化学 电极 光电子学 人工智能
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7886304
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9398709
关于积分的说明 20828219
捐赠科研通 7488716
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3356484
关于科研通互助平台的介绍 2495250
邀请新用户注册赠送积分活动 2384451